一种含氮硫磷酸钼的新型减摩剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种含氮硫磷酸钼的新型减摩剂及其制备方法，其特征在于，所述方法是以二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸、无机钼化合物为原料，通过在低温下滴加二硫化碳制得所述含氮硫磷酸钼的新型减摩剂。本发明的减摩剂性质稳定，能够有效地降低磷含量，保护环境。既具有硫磷酸钼减摩抗磨性好的特性，又兼具氨基甲酸钼高温抗氧性好的优势，综合性能好。
【专利说明】一种含氮硫磷酸钼的新型减摩剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于润滑油的减摩剂及其制备方法，尤其涉及一种含有氮硫磷酸钥的新型减摩剂及其制备方法。该减摩剂适用于各种矿物油和合成油，是一种含有氮、钥且具有抗氧、减摩抗磨、环保等多功能的新型减摩抗磨添加剂。
【背景技术】
[0002]长期以来，减摩抗磨剂的应用一直缺少理想的产品。无机物的石墨、二硫化钥减摩抗磨性好，其作为固体润滑剂起到了很好的作用，但是由于油溶性差，难以在液体润滑材料中使用。含有非金属硫、磷、硼、氯的有机物虽然解决了油溶性的问题，但是其非金属特性在减摩抗磨性能上受到了限制。有机钥是把金属钥与有机烷烃连接在一起，其具有非常好的油溶性。有机钥以液态形式溶于基础油中，最常用的有机钥是二烷基二硫代磷酸氧钥和二烷基二硫代氨基甲酸钥。该两种有机钥能使润滑部件在缓和工况的条件下在摩擦表面形成一种具有减摩、抗磨作用的物理和/或化学膜。在高速、高温、高压等苛刻的工况下，有机钥分解成为纳米级的二硫化钥化学反应膜，以层状微晶结构叠置于金属表面。每层微晶厚度为0.625纳米，层间距离为1.32纳米。这种纳米级的二硫化钥保护膜将金属摩擦表面的运动方式由滑动摩擦转变为滚动摩擦，极大地降低了摩擦系数,成倍地提高了减摩抗磨性能，明显抑制机油温升，同时具有长期持续的效果和突出的降温功能。 [0003]但是上述两种有机钥减摩抗磨剂均存在缺陷。
[0004]缺陷一:二烷基二硫代磷酸氧钥中的磷元素含量高，会对环境造成不良的影响，并且还会使汽车尾气净化装置中毒而失去应有的作用。
[0005]缺陷二:二烷基二硫代氨基甲酸钥油溶性、抗氧化性、减摩抗磨性能与二烷基二硫代磷酸氧钥相当，且不含磷，是比较符合日益苛刻的环保要求和市场需求的润滑油添加剂。但是其在使用过程中受热分解生成自由胺和cs2。这两种产物对发动机轴瓦的铜有侵蚀作用。虽然CS2能够迅速挥发，不会对金属材料形成特别的问题，但是极少量的自由胺就会引起轴瓦的损坏。二硫代氨基甲酸盐分解产生的自由胺与油中的其它组分反应会形成油泥，同时自由胺与氟橡胶密封圈反应使其变质，造成密封泄漏，影响机械正常运转。并且，高硫增加了潜在的腐蚀性危害。对于有机钥硫添加剂的制备方法，现有技术存在不同程度的钥回收率低、洗涤步骤繁琐、油状物不易过滤等问题。从降低有机钥中磷含量、提高有机钥添加剂的抗氧化性、改善发动机密封性以及减小润滑油对发动机性能的影响等角度出发，中国专利提出了多种解决方法，对现有技术均有所改进，但多是从较为单一的角度出发，从而顾此失彼。
[0006]例如，为了实现无磷化的环保要求同时也保证优良的减摩抗磨性能，中国专利CN102796592A提供了一种有机钥添加剂、其制备方法及含有该添加剂的润滑油组合物。该添加剂是由脂肪酸胺、聚乙烯丁二酰亚胺和无机钥化合物反应制备而成的。该发明虽然制备出了无磷类有机钥添加剂并且在一定程度上提高了减摩抗磨性能，但是在使用过程中仍然会受热分解，生成自由胺，对金属材料有腐蚀作用，同时也会导致泄漏。[0007]中国专利CN102311841B，同样也实现了无磷化，并且克服了添加剂溶解性低和易氧化的缺点。但是该发明除了会产生自由胺以外，其含硫量较高，增加了潜在的腐蚀性危害。
[0008]针对汽车发动机的密封性和防渗油问题，中国专利CN101880586B公开了一种润滑油组合物及其制备方法。该方法是通过向由基础油、环烷基亮光油、烷基萘混合组成的基础油混合物中加入:分散剂、硫化烷基酚钙、合成磺酸钙、合成磺酸镁、含氮磷硫酸钥、二烷基二硫代磷酸锌、胺型抗氧剂和酚型抗氧剂制备而成的。该方法需要多种原料成分这无疑增加了产品成本，不利于大范围应用，并且该方法涉及到的基础油混合物需要进行加氢处理，工序较为复杂。而且，该发明是基于使用了一种有机钥产品和其它添加剂混合，而非是合成出了新的物质。除了上述缺陷以外，目前市面上制备有机钥的方法极多，各种制备工艺、原料选取参差不齐，均不能同时兼顾“环保、减摩抗磨性能好、制备工艺简单、成本低、高温抗氧化性好等”多种优点，综合性能差，应用范围受限。并且在作为添加剂制备润滑油时往往不能一次性解决问题，需要添加多种具有减摩抗磨功效的化合物相互配合使用来达到预期效果，这无疑增加了润滑油产品的成本。
【发明内容】
[0009]针对以上现有技术之不足，本发明要解决的问题是提供一种能够同时兼顾环保、节能、成本低、减摩抗磨性好、抗氧化性好、能够防护金属机械腐蚀、延长使用周期的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂。其具体方案如下:
[0010]本发明的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述方法是以二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸和无机钥化合物为原料，通过在室温以下的条件下滴加二硫化碳，从而制得所述含氮硫磷酸钥的减摩剂。
[0011]根据一个优选实施方式，所述方法包括以下步骤:
[0012]在反应器具内加入二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸、无机钥；
[0013]在110~150°C下加热搅拌I~2.5小时；
[0014]加入制冷剂；
[0015]当温度低于10°C时滴加二硫化碳进行反应I~3小时；以及
[0016]根据需要，加入不同比例的基础油。
[0017]根据一个优选实施方式，所述方法还包括以下步骤:
[0018]所述二硫化碳在I小时内滴加完毕，并且反应结束后在-0.05~-0.09Mpa负压下除去溶剂，然后加入基础油。
[0019]根据一个优选实施方式，所述二烷基二硫代磷酸、所述二烷基二硫代氨基甲酸、所述无机钥和所述二硫化碳的摩尔比例是1:1: 2:1。
[0020]根据一个优选实施方式，所述无机钥化合物是钥酸、四钥酸铵和三氧化钥中的一种或多种。
[0021]根据一个优选实施方式，所述溶剂是乙醇与水等比例混合的溶液。
[0022]根据一个优选实施方式，所述基础油是矿物油或合成油。
[0023]根据一个优选实施方式，所述制冷剂是固体二氧化碳或自然冰或液氮。
[0024]根据本发明的制备方法制备出的一种含氮硫磷酸钥的新型减摩剂，其特征在于，所述减摩剂包括具有如下分子结构的化合物:
[0025]
【权利要求】
1.一种含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述方法是以二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸和无机钥化合物为原料，通过在室温以下的条件下滴加二硫化碳，从而制得所述含氮硫磷酸钥的减摩剂。
2.如权利要求1所述的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 在反应器具内加入二烷基二硫代磷酸、二烷基二硫代氨基甲酸、无机钥； 在110~150°C下加热搅拌I~2.5小时； 加入制冷剂； 当温度低于10°C时滴加二硫化碳进行反应I~3小时；以及 根据需要，加入不同比例的基础油。
3.如权利要求2所述的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤: 所述二硫化碳在I小时内滴加完毕，并且反应结束后在-0.05~-0.09Mpa负压下除去溶剂，然后加入基础油。
4.如权利要求1至3之一所述的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述二烷基二硫代磷 酸、所述二烷基二硫代氨基甲酸、所述无机钥化合物和所述二硫化碳的摩尔比例是1:1: 2:1。
5.如权利要求4所述的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述无机钥化合物是钥酸、四钥酸铵和三氧化钥中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂是乙醇与水等体积比例混合的溶液。
7.如权利要求4所述的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述基础油是矿物油或合成油。
8.如权利要求4所述的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，所述制冷剂是固体二氧化碳或自然冰或液氮。
9.如权利要求4所述的含氮硫磷酸钥的新型减摩剂的制备方法，其特征在于，滴加所述二硫化碳时的反应温度在O~10°C的范围内。
10.一种含氮硫磷酸钥的新型减摩剂，其特征在于，所述减摩剂包括具有如下分子结构的化合物:
【文档编号】C10N30/06GK103980981SQ201410247339
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】赫常山, 王宜献, 蔡得华 申请人:北京雅士科莱恩石油化工有限公司